| 生物質(zhì)燃燒機(jī)燃燒鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行 |
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鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司
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| 經(jīng)營模式：生產(chǎn)加工 | 公司類型：私營有限責(zé)任公司 | |
| 所屬行業(yè)：燃燒器/燃燒機(jī) | 主要客戶：企業(yè) | |
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生物質(zhì)燃燒機(jī)燃燒鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行 引 論 荷蘭從七十年代中期就著手進(jìn)行流化床生物質(zhì)燃燒機(jī)燃燒的研究和]『發(fā)。197G年，F(xiàn)CCL研究 所和斯托克(Stork)鍋爐公司簽定了一個(gè)許可協(xié)議，并存荷蘭Enschcde的脫溫特(Twente)工業(yè)大學(xué) 建立了一套試驗(yàn)裝置。在該試驗(yàn)裝置(圖1)交付使用的最初幾年問，對床內(nèi)埋管的傳熱和利用石灰 石來脫硫的研究是試驗(yàn)研究的主要課題。自從1982年荷蘭批準(zhǔn)對這個(gè)常壓沸騰床的研究提供財(cái) 政資助以來，各種煤在沸騰床內(nèi)的燃燒特性一直為其主要研究課題之一。 給出了燃燒、煙囪排放物與再循環(huán)流量的一些代表性試驗(yàn)結(jié)果。在給定的試驗(yàn)期間，床溫控制 在845℃±7℃之間，床高l，．06米，流化速度為2.lm／s。為脫硫，把石灰石加入床內(nèi)．，其鈣／ 硫比為3±0.3． 圖4示出：波蘭3號煤，在無飛灰再循環(huán)時(shí)所達(dá)到的燃燒效率為91,8%。當(dāng)有旋風(fēng)分離器灰布袋 除塵器灰再燃燒時(shí)，隨著再循環(huán)流量的增加，其燃燒效率可增加至98.5%， 在初期試驗(yàn)期間（燃用波蘭2號煤），僅進(jìn)行旋風(fēng)分離器灰的再循環(huán)，這時(shí)燃燒效率可從91,． 2%增加到97%。以后的試驗(yàn)表明：當(dāng)把布袋除塵器中含碳量的灰排出再燃時(shí)，其燃燒效率還能 進(jìn)一步提高到99.2%。 當(dāng)燃用弗吉尼亞煤時(shí)，隨著旋風(fēng)分離器和布袋除塵器飛灰再循環(huán)量的增加，其燃燒效率可從 87.7%增加到97.4%。再進(jìn)一步增加再循環(huán)流量．其效果就不明顯了。顯然，弗≠i尼亞煤的活性要 ：比波蘭煤來得小。 2． 床內(nèi)和器潭段鄞份的燃燒 通過分別測量在床部分和懸浮段部分的蒸汽產(chǎn)量，就可以計(jì)算出床部分和懸浮段部分的熱平衡。 根據(jù)該熱平衡，就可推出在懸/q'段和床部分燃燒韻百分比。一蟬結(jié)果汞手 波蘭3號壤進(jìn)行旋風(fēng)分離器和徐塵器飛灰再燃時(shí)，在懸浮段和床內(nèi)的燃燒率。 圖5中。 在燃用波蘭3號煤時(shí)，生物質(zhì)燃燒機(jī)在’床內(nèi)部分的燃燒率幾乎為91%.且隨著再循環(huán)流量的增 加而稍有增加。懸浮段的燃燒率從0.7增加到5.9%。從這一結(jié)果可以推論出：飛灰中相當(dāng)大部份酌 再燃碳是在懸浮段內(nèi)進(jìn)行燃燒的。圖6對其做出了進(jìn)一步的說明，該圖揭示了 在所有試驗(yàn)期間，已對氧氣、二氧化硫、一氧化碳、氧化氮的濃度進(jìn)行了連續(xù)的測量。圖7給 出了一些測量結(jié)果。CO濃度隨著再循環(huán)流量的增加（和懸浮段燃燒率）而增加，而Oz濃度卻隨之減 少（在宅氣／燃料比為恒值時(shí)_，、整個(gè)燃燒效率增加）。盡管燃用其它煤種時(shí)已經(jīng)觀察到不同的 特性，然而可能因?yàn)樗韋著再循環(huán)流量的增加，使CO、C和SOz濃度輕微降低而造成NO．n叮下降！ N04濃度急刷地降軍-,J9-O"pp由。 一 1981年12月，斯托克鍋爐公司收到了一份為荷蘭Hengelo的AKZO Zout Chemie設(shè)計(jì)、建造和投 運(yùn)一臺(tái)工業(yè)流化床鍋爐的訂貨。這臺(tái)裝置將生產(chǎn)115t／h壓力為102bar、蒸汽溫度為525℃的蒸汽。 將燃用不同的煤種、褐煤、石油焦炭和天然氣。這臺(tái)裝置試運(yùn)始于1986年1月，1986年6月進(jìn)行了驗(yàn) 收試驗(yàn)。裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)概括在下表： 1． 設(shè)計(jì)參數(shù) 蒸汽產(chǎn)量：115t／h 蒸汽壓力：102bar 蒸汽溫度：525 0C 給水溫度：145℃ 燃 料：煤一一灰份：10-20% 水份：3 -13% 揮發(fā)份：20-40% 硫份：0.3-2.5% 天然氣 褐煤 石油焦炭 ，性 能：鍋爐效率：91.8% .j控制范圍l 35-110% 二氧化硫：230g／GJ NOx, 190glGJ 飛 灰l15g／GJ 所生產(chǎn)的蒸汽被用于發(fā)電和作為工業(yè)生產(chǎn)用汽。投產(chǎn)后的最初兩年運(yùn)行期問，進(jìn){T了專門的示 范性試驗(yàn)和測量試驗(yàn)，以研究在燃用各種固態(tài)燃料時(shí)鍋爐的運(yùn)行特性，以及研究該裝置對環(huán)境所造 成的影響。通過此試驗(yàn)，也對該裝置的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了估價(jià)。圖8大略地示出了該水管沸騰床鍋爐設(shè) 備的布置簡圖，它包括有一個(gè)床下給料系統(tǒng)，一個(gè)飛灰再燃系統(tǒng)和一個(gè)煙氣／空氣熱交換器。為了 把飛灰的排放量降低至所要求的水平，放在系統(tǒng)內(nèi)安裝有旋風(fēng)分離器和布袋除塵器。 1．煤：． 2．百厭石斗 3．破碎嘰／干燥札 4．沸睛床j咼p 5．迷．≮I'i G．上’≯ 一洶i熙瑟/．床灰冷卻器 3．筇一圾空預(yù)器 9.榷閥筒 1d．飛灰再燃系；屯 1i．耵袋啥塵 囂 12．煙’e冷卻器 圖8 90MW沸騰床鍋爐裝置 2． 沸騰床鍋爐 啊9示出了陔沸嗨床鍋爐n勺沸嘴床而積為8.989，：0．t7 (11112，冉：膨聯(lián)鉍北j眨力1． fJjm，床內(nèi)布置蒸發(fā)坦管，具有3.5m高的水冷壁懸浮段和內(nèi)裝訂一、二級過熱囂、一級Z!氣預(yù)熱器 （用其預(yù)熱用于干燥煤和氣力輸送煤的一次風(fēng)）的時(shí)流煙道以及省煤‘：』；。 圖10為其水／蒸汽流程圖。從該圖可見，給水是通過給水泵進(jìn)入鍋爐的，145℃『f0給水流經(jīng) 省煤器、后墻和鍋爐頂棚被預(yù)熱后進(jìn)入鍋爐汽包．膜式水冷壁和水冷分布板屬于自然循環(huán)回路HJ一 鄙份。床內(nèi)水平埋管由一臺(tái)循環(huán)泵供水。鍋爐水冷壁和床內(nèi)水平蟬管內(nèi)所生成的飽和蒸汽在汽包內(nèi) 與鍋水分離，并在一、二級過熱器中被過熱。二級過熱 60圖9 流化床鍋爐 1~10 水／蒸氣系統(tǒng) 器的出口汽溫通過一、二級過熱器之問的一個(gè)減溫器來加以控制。 3． 沸騰床的低負(fù)荷運(yùn)行 圖11是該沸騰床風(fēng)室的頂視圖？梢钥闯，該風(fēng)室被分割成許多更小的風(fēng)室。每個(gè) 61 ●一小風(fēng)室有單獨(dú)的送風(fēng)，沸騰床本身未加以分隔，因而可使床料和熱量在各床之間自由地進(jìn)行交 換。燃料僅從中心床送入，床內(nèi)的熱量是經(jīng)過大部份布置在小得多的邊床內(nèi)的蒸發(fā)受熱面引出。所 有這些做法是為了能使鍋爐可在部分負(fù)荷下運(yùn)行。通過利用風(fēng)管道(見圖12)中的擋板來關(guān)閉向邊床 的送風(fēng)，就可使鍋爐在部分負(fù)荷下運(yùn)行。這時(shí)，邊床就會(huì)停掉，因而在這部份內(nèi)對受熱面的傳熱也 就停止。這樣，就使得仍處于沸騰的那部份床的床溫維持在部分負(fù)荷運(yùn)行所要求的水平上。使用這 種結(jié)構(gòu)，就可以把沸騰床內(nèi)的熱交換和燃燒作用加以部分地分開，但是，這種分開是不完全的。由 于在中心床和邊床之間床料的自由交換，煤粒子也可進(jìn)入邊床。但是邊床中的煤濃度要比中心床內(nèi) 的要小。流入中心床和邊床的風(fēng)量要與此相適應(yīng)。另外，不僅在邊床內(nèi)，同樣圖11 帶有煤和飛灰 再燃噴咀的風(fēng)室劃分在中心床內(nèi)也有熱交換受熱面，其目的是在床內(nèi)布置足夠的管子，以防止中心 床和邊床之間的溫度差異。 利用大量小邊床和僅從中心床引入燃料具有下述優(yōu)點(diǎn)：一一部分負(fù)荷運(yùn)行簡單，給料系統(tǒng)可一 直保持運(yùn)行，只要通過開或關(guān)閉空氣管道中的擋板就可很容易地把邊床停掉和重點(diǎn)火。一一由于有 大量的小邊床，使沸騰床溫度變化小，這樣可得到一個(gè)靈敏的負(fù)荷響應(yīng)特性。 4． 空氣／煙氣系統(tǒng) 圖12為該裝置的空氣／煙氣系統(tǒng)流程圖。流化空氣在送風(fēng)機(jī)內(nèi)被壓縮并在一個(gè)空氣預(yù)熱器內(nèi)被 預(yù)熱？諝忸A(yù)熱器通過一個(gè)水循環(huán)回路從一個(gè)置于煙氣流中的煙氣冷卻器獲得其熱量。接下來，該 空氣被分成13股氣流：3股至中心床，8股至邊床和2股作為懸浮段中的燃盡空氣。流化空氣經(jīng)11個(gè) 風(fēng)箱和一個(gè)水冷分布板進(jìn)入床底。燃盡空氣通過懸浮段水冷壁中幾個(gè)空氣噴咀進(jìn)入懸浮段。在床內(nèi) ，空氣與燃料接觸，燃料開始燃燒。煙氣從床的上部離開并進(jìn)入懸浮段，在這里進(jìn)行最后的燃燒， 并將被夾帶的床料返回到床內(nèi)。為了使懸浮段溫度為值，部份懸浮段水冷壁襯以耐火材料。 圖12 空氣／煙氣系統(tǒng)粗的粒子將從煙氣氣流中被分離出來。 煙氣經(jīng)布袋除塵器進(jìn)行末級除塵之后，將經(jīng)過煙氣冷卻器，引風(fēng)機(jī)和煙囪離開系 統(tǒng)。 5． 煤／石灰石供料系統(tǒng) 原煤和粒度為1.5～2.5mm的石灰石貯存在兩個(gè)煤倉和一個(gè)具有兩個(gè)料斗的石灰石倉內(nèi)，見圖13 。 圖13 煤／石灰石供料系統(tǒng) 從煤倉出來的煤經(jīng)過刮板式給煤機(jī)進(jìn)入2個(gè)改型E型磨煤機(jī)。在E型磨煤機(jī)內(nèi)，通過在磨環(huán)之間 旋轉(zhuǎn)的磨煤鋼球，把煤破碎成小于8mm的煤粒。被粉碎后的煤由一次熱風(fēng) 63進(jìn)行干燥。一次風(fēng)在一次風(fēng)機(jī)內(nèi)被壓縮，并在位于鍋爐對流煙道中的一次風(fēng)預(yù)熱器中進(jìn)行部 分預(yù)熱，然后通過在磨煤環(huán)底部的四周間隙進(jìn)入磨煤機(jī)。磨過的煤粒子被空氣流攜走，并通往磨煤 機(jī)的揚(yáng)析分離區(qū)。較大粒子被分離出來并落回到磨煤機(jī)的磨煤區(qū)。煤和空氣的混合物通過揚(yáng)析分離 區(qū)時(shí)，小于8mm的煤粒子離開磨煤機(jī)并進(jìn)入磨煤機(jī)回轉(zhuǎn)頭。在磨煤機(jī)回轉(zhuǎn)頭中，向煤粉流中加入石 灰石，然后，煤粉／石灰石／空氣混合物通過6個(gè)回轉(zhuǎn)頭的出口均勻地離開回轉(zhuǎn)頭。混合物經(jīng)六條 輸煤管路，進(jìn)入可把混合物等分成3股粉流的分配器。再經(jīng)過2×18= 26個(gè)煤噴咀，將煤／石灰石／ 空氣混合物引至沸騰：床的底部。 6． 天然氣點(diǎn)火系統(tǒng) 為了啟動(dòng)和確保燃燒備用燃料，設(shè)置了天然氣燃燒系統(tǒng)。四個(gè)沸騰床天然氣燃燒器安裝在中心 床空氣噴咀之間的分布板上，每個(gè)燃燒器由5根帶有天然氣噴孔的天然氣管構(gòu)成。通過這些燃燒器 ，可以把天然氣引至沸騰床的底部。天然氣利用3個(gè)位于懸浮段壁內(nèi)的改型低壓點(diǎn)火燃燒器進(jìn)行點(diǎn) 燃。 7． 飛灰再燃和除灰系統(tǒng) 旋風(fēng)分離器和布袋除塵器的飛灰被收集在料斗之內(nèi)（圖14）。經(jīng)過一個(gè)閉鎖料斗系統(tǒng)，飛灰被 加壓并輸送到一個(gè)飛灰再燃箱。從這個(gè)飛灰再燃箱，一定量的可控飛灰經(jīng)8個(gè)薦燃管道被氣力輸送 至沸騰床的底部進(jìn)行再燃。多余的飛灰氣力輸送至一個(gè)飛灰貯倉。為了能夠更好地碳含量 的布袋除塵器飛灰，安裝了另一種用于布袋除塵器灰的排放系統(tǒng)。 圖14 飛灰再燃和除灰樂統(tǒng) 為了維持床位，床料通過一個(gè)置于中心床部位的分布板內(nèi)的排料管予以排出。被排出的床料在 一個(gè)水冷螺旋輸送機(jī)內(nèi)被冷卻并經(jīng)過一個(gè)濃相氣力輸送系統(tǒng)排放到床灰貯倉內(nèi)。 64 為了在起動(dòng)期間或床位太低時(shí)，使沸騰床有足夠的床料，床料也能從床灰貯盒排至一個(gè) 氣力輸送系統(tǒng)，以使床料重新輸回到鍋爐內(nèi)。 ~天然氣系統(tǒng) 生物質(zhì)燃燒機(jī)氣化站，http://www.598jx.com |
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